Java 网络编程【1】

1.缓冲区概念

  • Java进程执行 I/O 操作时，是向操作系统发出请求，从操作系统（缓冲区）那里读取数据，而操作系统要从其他地方读取数据（磁盘或者网络），先把数据整体的存到一个地方，这个地方成为缓冲区，缓冲区有内核空间缓冲区和用户空间缓冲区。
  • 如Java进程使用read()方法读取文件内容时（如test.txt），jvm向操作系统发出请求，操作系统内核随即向磁盘控制硬件发出命令，要求其从磁盘读取数据。磁盘控制器把数据直接写入内核内存缓冲区，一旦磁盘控制器把缓冲区装满，内核即把数据从内核空间的临时缓冲区拷贝到jvm进程执行 read( )调用时指定的缓冲区，read()就可以获得文件内容了。
  • 读操作就是：内核空间读取数据到缓冲区->拷贝数据到用户空间缓冲区。
  • 写操作就是：用户空间缓冲区向内核空间缓冲区填数据->内核向其他地方写数据

2.Java NIO

  • 早期JVM 在解释字节码时（即运行时）优化的很少，运行效率较低，受cpu的束缚较大，内核I/O的束缚较小，Java进程的io基本能和内核io匹配。而今，jvm解释字节码的优化加上硬件设备性能的提升，代码编译速度很快，多数 Java 应用程序已不再受 CPU 的束缚（把大量时间用在执行代码上），而更多时候是受 I/O 的束缚。
  • jdk1.4以前，JVM 自身在 I/O 方面效率欠佳。操作系统与 Java 基于流的 I/O模型有些不匹配（操作系统io快于Java io），操作系统送来整缓冲区的数据，而Java.io却要单个字节、几行文本（小块数据）的进行读写，操作系统喜欢整卡车地运来数据，java.io 类则喜欢一铲子一铲子地加工数据。速度当然跟不上，进程阻塞在这里，cpu利用率不够。
  • jdk1.4以后，有了NIO，就可以轻松地把一卡车数据备份到您能直接使用的地方（Buffer 对象），一个Buffer对象是固定数量的数据容器。其作用是一个存储器，或者分段运输区，数据可被存储在这里，并在之后用于检索。

3.Java.nio的Buffer缓冲区

  • Buffer 类似于一个数组，相比一个简单数组的优点是，它将关于数据的数据内容和信息包含在一个单一的对象中。
  • Buffer缓冲区属性：
  • 容量（Capacity）：缓冲区能够容纳的数据元素的最大数量。这一容量在缓冲区创建时被设定，并且永远不能被改变。
  • 上界（Limit）：缓冲区的第一个不能被读或写的元素。或者说，缓冲区中现存元素的计数。
  • 位置（Position）：下一个要被读或写的元素的索引。位置会自动由相应的 get( )和 put( )函数更新。
  • 标记（Mark）：一个备忘位置。调用 mark( )来设定 mark = postion。调用 reset( )设定 position =mark。标记在设定前是未定义的( undefined) 。
  • 这四个属性之间总是遵循以下关系：
    0 <= mark <= position <= limit <= capacity